فولاد یکی از مهم‌ترین مواد اولیه در ساختمان سازی و صنایع محسوب میشود و به عنوان مواد اصلی در ساخت تجهیزات ساختمانی به کار می‌رود. قیمت آهن امروز نیز با توجه به تورم‌ها بالا رفته پس فولاد و آهن نیز یکی از گران‌ترین ابزار ساختمانی محسوب می‌شوند. نرماله کردن یک فرایند عملیاتی است که بر روی فولاد انجام شده و می‌تواند خواص قطعات را افزایش دهد. ما در این مطلب سعی داریم نرمالیزه کردن فولاد را مورد بررسی و تحقیق قرار دهیم پس تا اخر این مطلب با ما همراه باشید.
نرماله کردن فولاد چیست؟
Normalizing یا نرماله کردن فولاد یک فرایند حرارتی است که برای بهبود ساختار فولاد انجام میشود و می‌تواند بعضی از خواص فولاد را تحت تاثیر قرار دهد. در ادامه برخی از مهم‌ترین ویژگی‌های فولاد که در عملیات نرمالیزه کردن دچار تغییر می‌شوند را برای شما ذکر می‌کنیم.
- خواص متالوژیکی
- انعطاف پذیری
- سختی فولاد
- میزان استحکام
در طی فرایند نرماله کردن، فولاد را درجه بسیار پایین حدود 50 سانتی گراد قرار می‌دهیم تا به آستینت کامل تبدیل شود. بعد از گرم شدن در معرض هوای ازاد قرار می‌دهیم تا با سرعت آهسته سرد شود. همین سرد شدن اهسته می‌تواند ساختار ملکولی اصلی فولاد را تغییر دهد و در نتجیه تاثیر زیادی بر روی خواص آن دارد.
چرا از فرآیند نرماله کردن فولاد استفاده میشود؟
به صورت کلی می‌توان گفت که نرماله کردن اغلب به این دلیل انجام میشود که فرایند دیگری ناخواسته یا عمدی باعث افزایش سختی و کاهش شکل پذیری میشود. نرمایزه کردن برای اصلاح ساختار قطعات فولادی استفاده میشود. عملیات نرماله کردن موجب ایجاد تغییر در خواص مکانیکی و شیمیایی مانند سختی، استحکام، متالوژیکی فولاد و کاهش انعطاف‌پذیری میشود و همین مسئله در اخر فولاد را برای مصارف مختلف بهینه میکند. نرماله کردن به این معنا است که فولا در درجه‌های حرارتی کم حرارت می‌بیندو بعد در هوایمحیط و ازاد سرد میشود. خنک شدم و گرم شدن اهسته ساتار اصلی فولاد را تغییر می‌دهد. این مسئله موجب افزایش شکل پذیری فولاد و کاهش سختی آن میشود.
تفاوت بین آنیل و نرمال سازی چیست؟
نرماله کردن فولاد و عملیات آنیلینگ هر دو در دسته فرایندهای حرارتی قرار می‌گیرند که خواص فولاد را افزایش می‌دهند. دمایی در عملیات هر دو استفدده میشود خیلی بالاتر از دمای تبلور مجدد است و هر دو گزینه بر روی میزان انعطاف پذیری فولاد تمرکز دارند. با این حال دو عملیات نرمالایز کردن و آنیلینگ یک تفاوت بزرگ دارند که به نوع سرد شدن و سرعت آن‌ها برمی‌گردد. در فرایند آنلینگ، سرد شدن فولاد با سرعت کنترل شده و از طریق کوره انجام میشود، ولی در عملیات نرماله کردن از دمای اتاق و هوای محیط برای سرد شدن استفاده میشود تا انعطاف پذیری و شکل دهی کمتر باشد، فولاد به دست آمده ار عملیات نرماله کردن منعطف خواهد بود. علاوه بر این نکته، به دلیل نیاز نداشتن به کوره هزینه نرماله کردن فولاد خیلی کمتر از آنیلینگ است.
فرآیند نرمالیزه کردن برای چه فلزاتی استفاده میشود؟
برای این فرایند یک فلز باید پذیرایی یک عملیات حرارتی باشد. این به این معنا است که ساختار ان را بتوان با عملیات حرارتی تغییر داد. بیشتر انواع آلیاژها می‌توانند نرمالیزه شوند که در ادامه برخی از ان‌ها را برای شما ذکر می‌کنیم.
- آلومینیوم
- برنج
- مس
- آلیاژهای پایه نیکل
- آلیاژهای مبتنی بر آهن ( فولاد کربن، فولاد ابزار، فولاد چدن و ضد زنگ )
محدودیت‌های فرایند نرماله کردن
در بیشتر موارد برای قطعاتی که نازک و کوچک هستند و یا حتی قطعات حجیم نیز برای نرماله کردن محدودیت ایجاد میشود. در قطعات نازک و کوچک سرعت سرد شدن افزایش پیدا میکند و ساختارهای غیر تعادلی مارتنزیت و بینیت به جای ساختارهای تعادلی فریت و پرلیت تشکیل می‌شوند. این موضوع در خصوص فولادهای آلیاژی بیشتر دیده میشود. علاوه بر این مسئله نقاط مختلف یک قطعه با توجه به ضخامت و شکل هندسی ان در مقاطع مختلف با روندهای متنوعی سرد می‌شوند. پس می‌توان نتیجه گرفت که هر چه روند سرد شدن نقاط مختلف کمتر باشد اندازه قطعه حجیم‌تر است.
کاربرد نرمالیزه کردن فولاد چیست؟
نرمالیزه در بیشتر صنایع گوناگون برای مواد مختلف استفاده میشود که در ادامه برخی از ان‌ها را برای شما ذکر می‌کنیم.
- در صنعت هسته‌ای، آلیاژهای مبتنی بر نیکل باید نرمالیزه شوند.
- مهره‌های که از فولاد مرغوب و ضد زنگ فریتیک ساخته شده‌اند، برای استفاده در صنعت خودرو نرمالیز می‌شوند.
- فولاد کرین را بعد از نورد سرد نرمالیزه می‌کنند تا شکستگی ناشی، سختی کار کاهش پیدا کند.
اهمیت نرماله کردن فولاد چیست؟
یکی از دلایل اهمیت نرمالیزه کردن فولاد به این دلیل است که امکان ایجاد تغییرات دلخواه بر روی نتیجه خواص و ساختار دانه‌ای ان را فراهم میکند. علاوه بر این نرمالیزه کردن موجب میشود که تغییرات یهویی و ناخواسته‌ای که بر روی فولاد به وجود امده‌اند، بر طرف شده و فرایندهای دیگر بر روی شکل پذیری و سختی نگذارند. در ادامه مهم‌ترین دلایل انجام نرمالیزه کردن فولاد را برای شما ذکر می‌کنیم.
- بهبود خواص ماشین کاری
- یکنواخت سازی عناصر آلیاژی باهم
- افزایش میزان شکل پذیری و انعطاف
- ریز دانه کردن فولاد
- یکنواخت شدن ساختار دانه‌ای و بهبود استحکام
- بهبود میزان سختی
نرماله کردن چه مزایایی دارد؟
نرماله کردن فولاد نیز مثل فرایند حرارتی که روی قطعات فولادی انجام میشود، مزایای بسیار زیادی دارد که در ادامه برخی از آن ها را برای شما ذکر می‌کنیم.
- یکنواخت کردن عناصر آلیاژی
- افزایش قابلیت ماشین کاری
- افزایش انعطاف پذیری
- یکنواخت شدن قطعه فولادی
- ریزدانه شدن قطعه
نرماله کردن چه کاربردهای دارد؟
نرمالیزه کردن فولاد در هر صنایعی که نیاز فرم دهی این فلز باشد، بسیار پرکاربرد است و در ادامه انواع کاربردهای نرمالیزه کردن را برای شما ذکر می‌کنیم.
- در فرایند نورد برای یکنواخت سازی قطعات
- در فرایند ریخته گری برای تغییر در ساختارهای درشت دانه
- در فرایند آهنگری فورچنیک برای یکنواخت کردن ریز ساختارها
- فولاد کربنی بعد از فرایند نورد سرد
- آلیاژهای مبتنی بر نیکل در صنعت هسته‌ای
- فولاد زنگ نزن در صنعت خودرو سازی
مراحل نرماله کردن
برای نرمالیزه کردن باید سه مرحله اصلی و مهم را پشت سر بگذاریم که شامل موارد زیر می‌شوند.
- بازیابی: باید در این مرحله از ابزار گرمایشی مثل کوره استفاده شود تا تنش‌های داخلی و دمای بالا رفته از بین برود.
- تبلور مجدد: در این مرحله باید دما را در بازه تبلور و دمای ذوب را مجدد تنظیم و ساختار مواد را حتما باید گرم نگه داری شوند.
- رشد دانه‌ها: در این مرحله فولاد به صورت اهسته سرد میشود و دانه‌های جدید رشد می‌کنند، در اخر ماده‌ای با شکل پذیری بهتر و سختی کمتر تولید میشود.
سخن پایانی
در این مطلب توضیحاتی در مورد نرماله کردن فولاد و کاربردش را برای شما ارائه کردیم. به صورت کلی نرماله کردن فولاد برای اغلب موارد گزینه بسیار مناسبی است که در معرض ماشین کاری قرار می‌گیرند. و اینکه این عملیات می‌تواند خواص متالوژیی این فلزات را افزایش دهد و در اخر تاثیر بسیار زیادی بر روی استحکام آن‌ها دارد. شما میتوانید از طریق سایت ما از آپشن خرید آهن الات با چک بهره مند شوید. قیمت تیراهن به وزن تیراهن بستگی دارد. برای خرید تیر آهن نیز میتوانید از طریق آهن رسان اقدام نمایید.
سوالات متداول
نرمالیزه کردن فولاد چیست و چرا انجام میشود؟
نرمالیزه کردن فولاد یک فرآیند حرارتی است که طی آن فولاد تا دمای خاصی گرم میشود (معمولاً بالاتر از دمای تبدیل آستنیت)، سپس به آرامی در هوا خنک میشود. هدف از این فرآیند بهبود خواص مکانیکی فولاد، افزایش یکنواختی ساختاری و کاهش تنش‌های داخلی است. این فرآیند باعث میشود فولاد دارای دانه‌های ریز و ساختار همگن‌تری باشد که به بهبود خواصی مانند سختی، مقاومت به ضربه و قابلیت ماشین‌کاری کمک میکند.
چه تفاوتی بین نرمالیزه کردن و آنیل کردن فولاد وجود دارد؟
نرمالیزه و آنیل کردن هر دو فرآیندهای حرارتی هستند که برای بهبود خواص فولاد استفاده می‌شوند، اما تفاوت‌های مهمی بین آن‌ها وجود دارد. در نرمالیزه کردن، فولاد به دمای تبدیل آستنیت گرم شده و سپس به آرامی در هوا خنک میشود، در حالی که در آنیل کردن، فولاد به دمای مورد نظر گرم شده و سپس به آرامی در کوره خنک میشود. نرمالیزه کردن بیشتر برای بهبود سختی و استحکام فولاد استفاده میشود، در حالی که آنیل کردن بیشتر برای بهبود نرمی، انعطاف‌پذیری و کاهش سختی و تنش‌های داخلی به کار می‌رود.
چه نوع فولادهایی نیاز به نرمالیزه کردن دارند؟
نرمالیزه کردن بیشتر برای فولادهای کربنی و فولادهای کم‌آلیاژ به کار می‌رود. این فرآیند برای فولادهایی که نیاز به بهبود یکنواختی ساختاری و افزایش سختی و استحکام دارند، مناسب است. فولادهایی که در ساخت قطعات مکانیکی و سازه‌های مهندسی استفاده می‌شوند، معمولاً از نرمالیزه کردن بهره می‌برند. علاوه بر این، فولادهایی که در شرایط کاری سخت و تحت بارهای متناوب قرار می‌گیرند، مانند قطعات خودرو، تجهیزات صنعتی و سازه‌های ساختمانی، معمولاً از این فرآیند بهره‌مند می‌شوند.
نرماله کردن چه کاربردهای دارد؟
نرمالیزه کردن فولاد در هر صنایعی که نیاز فرم دهی این فلز باشد، بسیار پرکاربرد است.
فرآیند نرمالیزه کردن برای چه فلزاتی استفاده میشود؟
فلزاتی همچون آلومینیوم، برنج، مس آلیاژهای پایه نیکل آلیاژهای مبتنی بر آهن ( فولاد کربن، فولاد ابزار، فولاد چدن و ضد زنگ )
